【文章內(nèi)容簡介】 出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)接地；另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。其電路原理圖如下圖： 矩陣鍵盤部分 鍵盤模塊電路一、蜂鳴器的介紹（1）蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。（2）蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。（3）蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。二、蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理（1）壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當接通電源后（~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。(2)電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 整體電路原理圖 電路原理圖將系統(tǒng)整個電路的模塊疊加到一張圖上，即是整個硬件設(shè)計的電路原理圖。 系統(tǒng)電路原理圖 制圖與制版Protel 99 SE是原Protel Technology公司(ALTIUM LIMITED)開發(fā)的基于Windows環(huán)境的電路板設(shè)計軟件。它是目前國內(nèi)最流行的通用EDA軟件，通過將電路原理圖設(shè)計、PCB板圖設(shè)計、電路仿真和PLD設(shè)計等多個實用工具軟件組合后構(gòu)成EDA工作平臺。它是第一個將EDA軟件設(shè)計成基于Windows環(huán)境的普及型產(chǎn)品。該軟件功能強大，人機交互界面友好，易學易用，現(xiàn)在仍然是大中專院校電類專業(yè)必修課程，同時也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計工具。一般而言，設(shè)計電路板最基本的過程可以分為三大步驟[11][12]。（1）電路原理圖的設(shè)計電路原理圖的設(shè)計主要是用Protel99的原理圖設(shè)計系統(tǒng)來繪制一張電路原理圖。在這一過程中，要充分利用Protel99所提供的各種原理圖繪圖工具，各種編輯功能，來實現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確的，精美的電路原理圖。 原理圖的設(shè)計可按照下面的過程來完成。設(shè)置圖紙大小。首先要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計好原理圖的第一步。設(shè)置Protel 99/schematic設(shè)計環(huán)境。設(shè)置Protel 99/schematic設(shè)計環(huán)境包括設(shè)置格點大小和類型，光標類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認值。旋轉(zhuǎn)零件。 用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里放置到圖紙上，并對放置零件的序號、零件的封裝等進行定義和設(shè)定工作。原理圖布線。利用Protel 99/schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構(gòu)成一個完整的原理圖。調(diào)整線路，將初步繪好的電路圖作進一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。報表輸出 通過Protel 99/schematic提供的各種報表工具生成各種報表其中最重要的報表是網(wǎng)絡(luò)表，通過網(wǎng)絡(luò)表為后續(xù)的電路板設(shè)計做準備。 文件保存及打印輸出。這是最后的步驟。（2）產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖(SCH)和印制電路板設(shè)計(PCB)之間的一座橋梁。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得，也可以從印制電路板中提取出來。（3）印制電路板的設(shè)計規(guī)劃電路板。在繪制印制電路板之前，用戶要對電路板有一個初步的規(guī)劃，比如說電路板采用多大的物理尺寸，采用幾層電路板（單面板還是雙面板），各個元器件采用何種封裝形式及安裝位置等等。這是一項極其重要的工作，是確定電路板設(shè)計的框架。設(shè)置參數(shù)。參數(shù)的設(shè)置是電路板設(shè)計的非常重要的步驟。設(shè)置參數(shù)主要是設(shè)置元器件的布置參數(shù)、層參數(shù)、布線參數(shù)等等。一般說來，有些參數(shù)用其默認值即可，有些參數(shù)在使用過PROTEL99SE以后，即第一次設(shè)置后，幾乎無需更改。裝入網(wǎng)絡(luò)表及元器件封裝。網(wǎng)絡(luò)表是電路板自動布線的靈魂，也是電路原理圖設(shè)計系統(tǒng)與印制電路板設(shè)計系統(tǒng)的接口。因此這一步是非常重要的環(huán)節(jié)。只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入之后，才可能完成對電路板的自動布線。元器件的封裝就是元器件的外形，對于每個裝入的元器件必須有響應(yīng)的外形封裝，才能保證電路板布線的順利進行。元器件的布局。元器件的布局可以讓PROTEL99SE自動布局。規(guī)劃好電路板并裝入網(wǎng)絡(luò)表后，用戶可以讓程序自動裝入元器件，并自動將元器件布置在電路板邊框內(nèi)。PROTEL99SE也可以讓用戶手工布局。元器件的布局合理，才能進行下一步的布線工作。自動布線。PROTEL99SE采用世界最先進的無網(wǎng)格、基于形狀的對角線自動布線技術(shù)。只要將有關(guān)的參數(shù)設(shè)置得當，元器件的布局合理，自動布線的成功率是很高的。手工調(diào)整。自動布線結(jié)束后，往往存在令人不滿意的地方，這時就需要進行手工調(diào)整。文件保存及輸出。完成電路板的布線后，保存完成的電路線路圖文件。然后利用各種圖形輸出設(shè)備，如打印機或繪圖儀輸出電路板的布線圖。印制電路板的設(shè)計主要是針對Protel99的另外一個重要的部分PCB而言的，在這個過程中，我們借助Protel99提供的強大功能實現(xiàn)電路板的版面設(shè)計。第三章 軟件設(shè)計及實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件部分采用在KEIL編譯器環(huán)境下進行編程[13]，KEIL C51軟件是眾多單片機開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯，編譯，仿真于一體，支持匯編，PLM，C等多種程序設(shè)計語言，界面友好。熟悉KEIL軟件的應(yīng)用（1）建立一個新工程。單擊“PROGECT”菜單，從下拉菜單中選中“NEW PROJECT”選項。（2）然后選擇你要保存的路徑，輸入工程文件的名字，比如保存到C51的目錄里，工程文件的名字為C51。（3）這是會彈出一個對話框，要求你選擇單片機的型號，你可以根據(jù)你使用的單片機來選擇，KEIL C51幾乎支持所有的51核單片機。（4）單擊FILE菜單，再下拉菜單中單擊NEW 選項。（5）回到編輯界面后，單擊“TARGET 1 ”前面的+號，然后在SOURCE GROUP 1 上單擊右鍵，然后單擊 “ADD FILE TO GROUP ‘SOURCE GROUP ’ 1”。（6）“Source Group 1”文件夾中多了一個子項“” 。，如果事先保存了待編輯的文件， Keil c51會自動識別關(guān)鍵字，并以不同的顏色提示，這樣會使我們少犯錯誤，有利于提高編程效率。程序輸入完畢后（7）程序輸入完畢后，單擊“Project”菜單，再在下拉菜單中單擊“Built Target”選項（或者使用快捷鍵F7），編譯成功后，再單擊“Project”菜單，在下拉菜單中單擊“Start/Stop Debug Session”（或者使用快捷鍵Ctrl+F5）。 （8）調(diào)試程序:單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Go”選項，（或者使用快捷鍵F5），然后再單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Stop Running”選項（或者使用快捷鍵Esc）；再單擊“View”菜單，再在下拉菜單中單擊“Serial Windows 1”選項，就可以看到程序運行后的結(jié)果。 至此，我們在Keil C51上做了一個完整工程的全過程。但這只是純軟件的開發(fā)過程，還要使用程序下載器看一看程序運行的結(jié)果。（9）單擊“Project”菜單，再在下拉菜單中單擊“options for target ‘target 1’”，單擊“Output”中單擊“Create HEX File” 選項，使程序編譯后產(chǎn)生HEX代碼，供下載器軟件使用。把程序下載到ADUC841單片機中。軟件設(shè)計主要是按硬件完成語音存儲與再現(xiàn)的流程，在程序設(shè)計時考慮到接口的實用性，采用信號檢測與查詢的方式進行控制。電路接通電源后一直對按鍵進行查詢，一旦有鍵按下，判斷按鍵指示，然后轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序執(zhí)行。具體過程見流程圖。 主程序流程圖 44鍵盤掃描識別把每個鍵都分成水平和垂直的兩端接入，比如說掃描碼是從垂直的入，那就代表那一行所接收到的掃描碼是同一個bit，而讀入掃描碼的則是水平，掃描的動作是先輸入掃描碼，再去讀取輸入的值，經(jīng)過比對之后就可知道是哪個鍵被按下。 比如說掃描碼送入01111111，而后面的1111是讓讀取的4行接腳先設(shè)為VCC，若此時第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結(jié)果就會變成01111101（注意1111變成1101），其中LSB的第三個bit會由1變成0，這是因為這個按鍵被按下之后，會被垂直的掃描碼電位short，而把讀取的LSB的bit電位拉到0，此即為掃描原理。 由于這種按鍵是機械式的開關(guān)，當按鍵被按下時，鍵會震動一小段時間才穩(wěn)定，為了避免讓8051誤判為多次輸入同一按鍵，我們必須在偵測到有按鍵被按下，就Delay一小段時間，使鍵盤以達穩(wěn)定狀態(tài)，再去判讀所按下的鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定。 程序代碼如下：LSCAN: MOV P3,0F0H 。掃描行碼 L1: JNB ,L2 LCALL DLY_S JNB ,L2 MOV LINE,00H LJMP RSCAN L2: JNB ,L3 LCALL DLY_S JNB ,L3 MOV LINE,01H LJMP RSCAN L3: JNB ,L4 LCALL DLY_S JNB ,L4 MOV LINE,02H LJMP RSCAN L4: JNB ,A0 LCALL DLY_S JNB ,A0 MOV LINE,03HRSCAN: MOV P3,0FH 。掃描列碼 C1: JNB ,C2 MOV ROW,00H LJMP CALCU C2: JNB ,C3 MOV ROW,01H LJMP CALCU C3: JNB ,C1 MOV ROW,02HCALCU: MOV A,LINE 。計算鍵值 MOV B,03H MUL AB ADD A,ROW MOV VAL,A。**************************************************。以下為按鍵處理程序,對不同的按鍵作出響應(yīng) CJNE A,0AH,J1 。是否為CLR鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,00H,J2 LCALL ALARM_1 LJMP START J2: LCALL SHIFTR DEC KEY_CNT W00:LCALL DISP 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W01 LJMP A0 W01:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W02 LJMP A0 W02:SJMP W00 J1: MOV A,VAL CJNE A,0BH,J3 。判斷是否為ENTER鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,06H,J4 MOV A,WORD_1 。比較密碼 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE A,3FH,J5 MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 CLR LCALL DLY_L LJMP FINI J5: LCALL ALARM_2 LJMP START J4: LCALL ALARM_1 LJMP START J3: INC KEY_CNT 。按下數(shù)字鍵 MOV A,KEY_CNT CJNE A,07H,K1 LCALL ALARM_1 W10:LCALL DISP 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W11 LJMP START W11:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W12 LJMP START W12:SJMP W10 LJMP START LJMP START K1: LCALL SHIFTL W20:LCALL DISP 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W21